Ii боб Кимёда даврий қонун ва Д. И. Менделеевнинг элементлар

Реакция тезлигига реакцияга киришувчи моддалар табиатининг боғлиқлиги.

Баъзи реакцияларнинг жуда тез, айрим реакцияларнинг секин бориши сабабларидан бири-реакцияга киришувчи моддалар табиатининг ҳар хиллигидир. Агар модда ион табиатли бўлиб эритмада реакцияда содир бўлса, у ҳолда бу реакция секундлар ичида якунланади. Масалан (формула).

Агар модда ковалент боғланишили (қутбсиз ёки жуда кам қутубланган бўлса) у ҳолда реакция суст боради, реакция тезлигини ошириш ташқи параметр таъсирига боғлиқ бўлиб қолади. Бунга кўпинча органик моддалар реакцияларни мисол келитиришимиз мумкин.

Агар ишқорий металлардан 2 таси, масалан, Na ва К нинг H₂Oга таъсирини кўрсак, гарчи бу 2 металл 1-гурух элементлари, ҳар иккаласининг сиртқи қаватида 1 хил сондаги валент электоронлари бўлса-да, реакциялар турли вақтда тугалланади. Гарчи реакцияда тенг мол миқдорда металлар тенг 1 хил қисмдаги сувда эритилган бўлса–да, бу реакчияда К тезроқ боради. Саьаьи К – нинг металлик хоссаси Nа – дан кучлироқ, сабаби атом ядро радиусининг катталиги, ионлик энергиясининг кичиклигидир. (Даврий ситемада уларнинг жойлашган давр номерига эътибор беринг!)

Моддалар консентратциясининг таъсири.

Маълумки, моддалар 1 турдан иккинчи турга ўтиши, яъни кимёвий реакция бориши учун реакцияда иштирок этувчи моддалар малекулалари ўзаро тўқнашиши керак. Ўз–ўзидан аъёнки, заррачалар сони бевосита моддаларнинг концентрацияга боғлиқ бўлгани учун тезлиги ҳам бевосита моддаларнинг концентрациясига боғлиқ бўлади. Юқоридаги боғлиқлигини К.М. Гульберг ва М. Вааге (1867 й) ўрганиб турли реакциялар “Моддалар массалари таъсири” қонунни кашф қилди. Бу қонунга кўра: кимёвий реакциянинг тезлиги реакцията киришувчи моддалари концентрациялари кўпайтмасига тўғри прапорционалдир. Бу қонун мимёвий кинетиканинг асосий қонуни дейилади ва
аА + вВ дС + Д реакция учун математика ифодаси:
(тўғри реакция учун)
(тескари реакция учун)
Агар реакцияда газсимон моддалар иштирок этаётган бўлса. Концентрация ўрнига ҳар бир газнинг порционал (хусусий) босими ёзилади.
Агар реакцияда каттик модда иштирок этса:
реакцияси учун тезлиги ифодаси кўринишида бўлади, яъни тезлик ифодасида қаттиқ модда кончентрацияси ёзилмайди. К – тезлик доимийси ҳар бир реакция учун асосий миқдорий кинетика катталик бўлиб ҳисобланади.
К – ҳар бир реакция учун ўзига хос қийматга эга бўлиб, унинг қиймати асосан реакцияга киришувчи моддаларнинг табиатига, температурага боғлиқ бўлиб, модданинг концентрацияси (ёки порционал босими)га боғлиқ бўлмайди.
Температуранинг таъсири
Реакция тезлигининг температурага боғлиқлиги вант–Гофф қоидаси билан аниқланади:
Температура ҳар 10⁰ га кўтарилганда реакциянинг тезлиги 2 – 4 марта ортади.
Математик жиҳатдан бу боғлиқ қуйидаги нисбат билан ифодаланади:температура коэфициенти.
Температура тезлик константасини оширган ҳолда реакция тезлигиа таъсир қилади.
Р – Фаолланиш энергияси
Температура ўзгариши билан тезлигининг кучли ўзгаришини фаолланиш назариуси тушунтириб беради. Бу назарияга кўра, айни реакцияни амалга ошириш учун етарли энергияси бўлган фаол малекулаларгина кимёвий ўзаро таъсирлаша олади. Ноактив заррачаларни зарурий қўшимга энергия бериб, фаол зарраларга айлантириш мумкин. Бу жараён фаолланиш дейилади. Фаолланиш усулларидан бири темперутура оширилиши температура заррачаларнинг сони жуда кўпаяди шу туфайли реакция тезлиги кескин ортади.
Реакцияга киришаётган моддаларнинг молекулаларини актив молекулаларга айлантириш учун берилиши лозим бўлган энергияси дейилади.
У тажриба йўли билан аниқланади ва Е фаол билан белгиланади. Одатда кж/мол.да ифодаланади. Масалан, Н₂ нинг I₂ билан бирикиши учун (H₂+I₂=2HI)
Е фаол= 167,4 кж/ мол.. Фаолланиш энергияси реакцияга киришаётган моддаларнинг табиатига боғлиқ ва ҳар қайси реакциянинг характеристикасидир.
Бу тушунчалар умумий ҳолда A₂+B₂=2AB риакция мисолида тушунтириш мумкин. Ординаталар системага потенциал энергиясини, абцисса ўқи эса реакциянинг боришини кўрсатади.
расм
Реакцияга киришиб АВ ҳосил қилиш учун энергетик тўсиқ С ни янчиб ўтиши керак. Бунда Е фаол зарядланади. Бунда реакция давомида реакцияга киришаётган моддаларнинг заррачаларидан ўтиш ҳолати ёки фаолланиш комплекси деб аталувчи оралиқ группа (С нуқтада) ҳосил бўлади.
Формула
Агар фаолланган комплекснинг тергалланишида заррачаларнинг фаолланиши учун зарур бўлган энергиядан кўпроқ энергиэ ажралиб чиқса, реакция экзатермик бўлади. Эндотермик реакцияда эса тескари ҳолат бўлади. Агар у кичик бўлса, реакциянинг тезлиги катта бўлади. Ионларнинг ўзаро таъсирида фаолланиш энергияси жуда кичик бўлади ва ионли реакциялар катта тезлик билан боради.
Катализаторнинг таъсири.
Каталитик реакциялар.
Реакциянинг тезлигини катализаторлар ёрдамида ошириш мумкин. Катализаторлар ишлатиш температурани кўтаришга қараганда афзалроқдир. Кимёвий реакциянинг тезлигини ўзгартирадиган моддалар катализаторлар дейилади.
Айрим катализаторлар реакцияни тезлаштиради – бу ижобий катализатор, бошқалари секинлаштиради – бу салбий катализаторлардир. Н₂О₂ нинг парчаланиши Н₂ДО₄ иштирокида камаяди. Салбий катализаторлар кўпинча ингибиторлар дейилади.
Катализаторнинг ўзи реакцияларда сарфланмайди ва реакциянинг охирги маҳсулоти таркибига кирмайди.
Катализнинг 2 тури бор–гомоген (1 жинсли) ва гетерогенлар (кўп жинсли) катализ.
Гомоген катализда реакцияга киришаётган моддалар билан катализатор 1 фазоли система ҳосил қилади.
Гетерогенлар катализда реакцияга киришаётган моддалар билан катализатор турли фазолардан и/т ситема ҳосил қилади.

Ижобий катализаторларниг таъсири реакциянинг активланиш энергиясини камайтиришгандан иборат.
Катализаторнинг таъсир этиш механизми, одатда реакцияга киришаётган моддалардан бири билан оралиқ бириклик ҳосил қилиши билан тушунтарилади. Катализаторнинг сирти бир жинсли эмас. Унда актив марзаклар бўлиб катталик реакциялар асосан шу жойларда ҳосил бўлади. Ютилган молекулалар кимёвий активлиги ортади, атомлар орасидаги боғланишлар кучсизланади.
Баъзи моддалар катализаторнинг активлигини пасайтиради. Бу моддалрга каталитик заҳарлар дейилади. Мисол сифатиди сурма, симоб, қўрғошин бирикмалари, цианли бирикмаларни кўрсатиш мумкин. Ишлаб чиқариш шароитида реакцияга киришаётган моддалар каталик заҳарлардан регенерация қилинади.
Ўзи катализатор бўлмаса ҳам, айни реакцияда катализатор таъсирини кучайтирадиган моддалар ҳам бор, бундай моддалар промотерлар дейилади. (М-н V₂O₂ котализаторнинг промотори–Na₂ SO₄ тузи). Катализатор селективлик (танловчилик) хоссасига эга. Чунки айнан 2та бир хил модда ўртасида борувчи каталитик реакцияда каталазаторларни ўзгартириш билан турли хил реакция маҳсулотларини ҳосил қилиш мумкин. Формула

Кимёвий реакция тезлиги билан вақт тескари пропорционал боғлиқ бўлиб, ифодалаш мумкин: яъни реакция тезлиги қанча катта бўлса, у шунча қисқа вақтда якунланади

Мавзуни мустаҳкамлаш мақсадида қуйидаги масала машқ ва тестлар очилишини тавсия қиламиз:
Н.Л.Гленка «Умумий химиядан масалалар ва машқлар»
325 реакциясида А ва В моддаларининг концентрациялари тегишлича 0,05 ва 0,01 моль., реакция тезлиги эса 5 * 10^-5моль.га тенлигини ҳисобга олиб реакция тезлигин константасини топинг.


= 0.1 моль/л.мик.
329 реакция маълум вақт оралигида моддалар концентрациялари тегишлича бўлса =0,03 моль/л, =0,01моль/л, =0,008 моль/л, А ва В моддаларнинг дастлабки концентрацияларини топинг.
Ечиш: реакция 3, 1; 2; ! моль нисбатда таъсирлашган.
А моддага дастлабки конйентрацияни топиш учун вақт оралиғидаги концентрациясига сарфланган концентрациясини қўшиш керак бўлади. Яъни:

Худди шу йул билан В моддадан ҳам дастлабки концентрацияси ҳисоблаб топилади:

330. 
     системасида ,03дан 0,12моль/л.гача эса 0,02дан 0,06 моль/л. гача оширилади. Тўғри реакциянинг тезлиги неча мартага ортганлигини ҳисобланг.
     

12 марта тезлашади

333. 
     Икки реакция 25⁰С да бир хил тезликка эга. Биринчи реакциянинг температура коэфиценти – 2,0, иккинцисида эса 2,5га тенг бўлса 95⁰С да шу икки реакция тезликлари нисбатини топинг.
     

Ечиш: 95⁰С даги ҳар иккала реакция тезликлари қиймати топилади.

335. Иккинчи реакция биринчисидан 4,768 марта тез.
баъзи бир реакциянинг температура коэфиценти j=2,3 га тенг. Шу реакциянинг тезлик ҳарорати 25⁰С га оширилганда неча марта ортади.

336. 
     150⁰С да баъзи бир реакция 16 мин.дагида тугалланади. Реакциянинг температура коэфициенти 2,5 деб ҳисоблаб шу реакция
     

а) 200⁰С
б) 80⁰С да қанча вақтда тугашини ҳисобланг.
Ечиш: Вақт кимёвий реакция тезлигига тескари прапорционал боғлиқлигини билган ҳолда, аввал реакциялар тезлиги топилади, сўнг вақти ҳисоблаб топилади.
а)

б)
Гудкова А.С., Ефримова, Муддисиева Н.Н.
«500 масалалар»
50). тенглама буйича борадиган реакцияда газлар орлашмасининг хажми 3 марта реакция тезлиги кандай узгаради?

81 марта ортади.
51). Ҳарорат 10⁰С га оширилганда реакция тезлиги 2 марта ортиши маълум. Ҳарорат 10⁰С дан 40⁰С га оширилганда химиявий реакциянинг тезлиги неча марта ортади?

Ахборотнома (1997 й. Тўпламчаси) дага 399, 400, 401, 402, 407, 408, 413, 414, 415, 417, 418, 420, 421, 422, 423, 424, 425, 426, 427, 428, 429, 430 – тестлари кимёвий реакция тезлиги мавзусига тегишлидир. Айрим тестлари ечимини ҳавола қиламиз.
429. J=3 тенг бўлган реакция 293 К да 3 соатдан тугалланади. Реакцияни 20 минутда туггалаш учун температурани қанча (К) га кўтариш керак?
Ечиш: тест шартидан маълумки реакция 3 соат (3* 60 = 180 мин.) дан 20 минутга тугалланиши учун реакция (180/ 20) 9 марта тезланиши керак. Демак, Бу ердан дастлабки ҳарорат 293⁰К эди, демак ҳароратни 313⁰К га (293⁰+20⁰)ошириш керак экан.
Жавоб тестнинг С) вариантида бор.
426. Қуйидаги реакцияда Р – босим 6 марта ортирилса, реакция тезлиги, реакция тезлиги қандай ўзгартирилади?

А) 408 марта камаяди.
В) 81 марта ортади
С) 648 марта ортади.
Д) 216 марта ортади.
Е) Ўзгармайди.
Е:
Бу системада реакция тезлиги фақат [CL₂] га боғлиқ, чунки Fe – қаттиқ огрегат ҳолатда. Демак, (марта ортади)
Фойдаланилган адабиётлар
1). Глинка «Умуий химия»
2). Холиченко «олий ўқув юртларига кирувчилар учун химия»
3). Абдулхайёва «Умумий химия»
4). Глинка «Умумий химиядан масалалар ва мисоллар»
5). Магдисиева Ефримова «Химиядан 500 масала»
Kimyoviy muvozanat